第1頁(yè)：IBM發(fā)布新一代智能芯片

 

　　英國(guó)浪漫主義詩(shī)人雪萊曾說(shuō)過(guò)：“如果冬天來(lái)了,春天還會(huì)遠(yuǎn)嗎？”這句話廣為流傳，給人以希望和鼓舞。不久前，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，IBM再度發(fā)布能模擬人類大腦的SyNAPSE芯片。相比前一代原型，擁有100萬(wàn)個(gè)“神經(jīng)元”內(nèi)核、 2.56億個(gè)“突觸”內(nèi)核以及4096個(gè)“神經(jīng)突觸”內(nèi)核，而功率則僅有70毫瓦。據(jù)說(shuō)新的芯片已有了很大的拓展和進(jìn)步，達(dá)到量產(chǎn)要求，筆者不禁要問(wèn)，這次神經(jīng)芯片已經(jīng)真的來(lái)了！智能機(jī)器人離我們還有多遠(yuǎn)？

 

　　事實(shí)上，三年前，IBM已經(jīng)發(fā)布了第一代SyNAPSE神經(jīng)芯片，但是彼時(shí)僅為一個(gè)單核心的原型，距離量產(chǎn)轉(zhuǎn)化還差太多。但是現(xiàn)在，情況已經(jīng)發(fā)生改變，IBM對(duì)SyNAPSE進(jìn)行了重大升級(jí)，芯片核心數(shù)量如今達(dá)到了驚人的100萬(wàn)個(gè)“神經(jīng)元”內(nèi)核、2.56億個(gè) “突觸”內(nèi)核以及4096個(gè)“神經(jīng)突觸”內(nèi)核，而這一切只建立在70毫瓦的功率之上。

 

　　SyNAPSE神經(jīng)芯片

　　將活的生物體和機(jī)器融為一體一直是科學(xué)家們的夢(mèng)想，現(xiàn)在，在這種芯片上，活的腦細(xì)胞和硅電路可以有機(jī)地連在一起已經(jīng)變?yōu)橛|手可及的事實(shí)。

 

　　這項(xiàng)研究有助于將來(lái)某一天開(kāi)發(fā)出先進(jìn)的神經(jīng)修復(fù)技術(shù)，用于治療神經(jīng)失調(diào)或開(kāi)發(fā)通過(guò)活的神經(jīng)細(xì)胞處理數(shù)據(jù)的有機(jī)電腦。同時(shí)，也意味著智能機(jī)器人的大門再次打開(kāi)。

 

　　這款新型芯片是一個(gè)完整的端到端垂直整合生態(tài)系統(tǒng)的組件，涵蓋芯片模擬器、神經(jīng)科學(xué)數(shù)據(jù)、超級(jí)計(jì)算、神經(jīng)元技術(shù)規(guī)格、編程規(guī)范、算法和應(yīng)用程序以及原型設(shè)計(jì)模型。該生態(tài)系統(tǒng)全面支持從設(shè)計(jì)到開(kāi)發(fā)、調(diào)試及部署的整個(gè)編程周期。

 

　　第2頁(yè)：機(jī)器人三定律

 

　　在經(jīng)典的科幻小說(shuō)《我，機(jī)器人》中，阿西莫夫提出了著名的機(jī)器人三定律，即：

 

　　1：機(jī)器人不得傷害人，也不得見(jiàn)人受到傷害而袖手旁觀

 

　　2：機(jī)器人應(yīng)服從人的一切命令，但不得違反第一定律

 

　　3：機(jī)器人應(yīng)保護(hù)自身的安全，但不得違反第一、第二定律。

 

　　能自我思考的智能機(jī)器人

　　其后該定律被不斷補(bǔ)充和完善，但是有一項(xiàng)根本問(wèn)題還沒(méi)有得到解決，那就是只能識(shí)別0和1的機(jī)器人如何真正定義具體的邏輯，比如其后加入的零定律要求機(jī)器人不得傷害人類整體，或者坐視人類整體受傷害。這個(gè)界限是非常模糊的，要區(qū)分開(kāi)人類個(gè)體和人類整體之間的區(qū)別，必須要求屆時(shí)的機(jī)器人具備真正意義上的人工智能。

 

　　我們知道，機(jī)器是冰冷而不具有生命的。前面提到，新型芯片采用基于類似人腦的、非馮·諾依曼的計(jì)算架構(gòu)，含有100萬(wàn)神經(jīng)元和2.56億突觸。這意味著它的處理能力和智能程度將遠(yuǎn)超過(guò)去的傳統(tǒng)芯片。

 

　　IBM科學(xué)家日前發(fā)布首款前所未有的超大規(guī)模神經(jīng)突觸計(jì)算機(jī)芯片，其中含有100萬(wàn)個(gè)可編程神經(jīng)元、2.56億個(gè)可編程突觸，每消耗一焦耳的能量，可進(jìn)行460億突觸運(yùn)算。這款由54億支晶體管組成的功能齊全、可大規(guī)模生產(chǎn)的芯片是迄今建造的最大的CMOS芯片之一。并且在進(jìn)行生物實(shí)時(shí)運(yùn)算時(shí)，這款芯片的功耗低至70毫瓦（mW），比現(xiàn)代微處理器功耗低數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)。

 

　　整個(gè)芯片利用了三星28納米工藝技術(shù)，神經(jīng)突觸超級(jí)計(jì)算機(jī)芯片如同一枚郵票大小，其工作電源相當(dāng)于助聽(tīng)器電池，這種支持視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和多感官應(yīng)用的技術(shù)將給科技、商務(wù)、政府和社會(huì)帶來(lái)全新的變化。

 

　　新型認(rèn)知芯片架構(gòu)由4，096個(gè)數(shù)字化的分布式神經(jīng)突觸核心組成片上二維網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)核心模塊以事件驅(qū)動(dòng)、并行、及容錯(cuò)機(jī)制將內(nèi)存、計(jì)算和通信集成在一起。為使系統(tǒng)不受單芯片局限，該新型認(rèn)知芯片在兩塊相鄰平鋪時(shí)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫拼接，這為日后構(gòu)建神經(jīng)突觸超級(jí)計(jì)算機(jī)奠定了基礎(chǔ)。為證明其可擴(kuò)展性，IBM還展示了一款16芯片系統(tǒng)，該系統(tǒng)含有1，600萬(wàn)可編程神經(jīng)元和40億可編程突觸。

 

　　第3頁(yè)：智能機(jī)器人還有多遠(yuǎn)？

 

　　拋開(kāi)涉及倫理的議題不談，我們來(lái)探討一下一個(gè)真正智能的機(jī)器人所必須具備的條件。

　　機(jī)器人腦子里在想什么？

 

　　首先，它必須具備自主學(xué)習(xí)的能力，真正的認(rèn)知計(jì)算模擬系統(tǒng)讓機(jī)器人能從經(jīng)驗(yàn)中不斷總結(jié)學(xué)習(xí)、尋找關(guān)聯(lián)、分析總結(jié)，這其中有太多的困難，目前大多數(shù)機(jī)器都是通過(guò)算法的調(diào)整進(jìn)行線下的學(xué)習(xí)的。

 

　　其次，是創(chuàng)新。提出假設(shè)比解答問(wèn)題還要難得，對(duì)于沒(méi)有生命體征的機(jī)器人尤其如此。如何讓機(jī)器人自己發(fā)問(wèn)，是科學(xué)研究中的一個(gè)重大課題。

 

　　和Watson一樣，IBM的SyNAPSE神經(jīng)芯片是人工智能的又一個(gè)突破性的嘗試，讓我們離智能機(jī)器人更近了一步，但是總的來(lái)看，現(xiàn)階段的所謂“智能機(jī)器人”也就只適合掃掃地、從數(shù)據(jù)庫(kù)中找找話說(shuō)，或者做一些簡(jiǎn)單的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，離我們的理想狀態(tài)還是太過(guò)遙遠(yuǎn)。

 

　　在筆者看來(lái)，IBM的SyNAPSE神經(jīng)芯片更多的是技術(shù)原型上的一種進(jìn)步，利用并行結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)路由突破數(shù)據(jù)總線的瓶頸，同時(shí)具備一定容錯(cuò)性，相比過(guò)去有更高的靈活性。各種高度靈敏的傳感器也可以讓元件模仿神經(jīng)元的反饋方式，復(fù)制類似人類大腦的信息處理能力。期待未來(lái)在這一方面，人類可以向前走的更遠(yuǎn)。